Minisatelity zwiększają konkurencyjność Europy w nowym wyścigu kosmicznym
Sektor satelitów przechodzi transformację. Choć duże satelity wykorzystywane do celów badawczych i komunikacyjnych pozostaną w użyciu jeszcze przez jakiś czas, rynek małych satelitów przeżywa rozkwit. Wyobraźmy sobie możliwość wysyłania na orbitę znacznie mniejszych ładunków (1–100 kg), przy znacznie niższych kosztach i znacznie szybciej, w ciągu kilku tygodni, dni, a nawet godzin. Czternaście organizacji z ośmiu krajów europejskich połączyło siły, aby zapewnić Europie niezależny dostęp do przestrzeni kosmicznej na potrzeby wschodzącego rynku małych satelitów. W ramach finansowanego przez UE projektu SMILE opracowano i zademonstrowano kluczowe technologie w zakresie opłacalnych rozwiązań w oparciu o koncepcyjny port kosmiczny w istniejącym centrum kosmicznym Andøya w Norwegii. Dynamiczny start rynku małych satelitów Jak tłumaczy koordynator projektu Leo Timmermans, „Obecnie działa ponad 500 małych satelitów, z których większość to CubeSaty o masie 1–5 kg. Aktualnie obserwujemy trend dotyczący opracowywania bardziej dopracowanych i wydajniejszych satelitów (10–50 kg). Wysyłaniem w kosmos małych satelitów zajmuje się około 50-100 firm, a wiele innych przedsiębiorstw powinno wkrótce pójść w ich ślady”. W ciągu najbliższych 6 lat, trzeba będzie wynieść w przestrzeń kosmiczną przeszło 3 000 najmniejszych satelitów. Przewiduje się, że do 2030 roku misje związane z tworzeniem nowych konstelacji i wymianą starszych satelitów wygenerują popyt na prawie 12 000 małych satelitów, co przełoży się na przychody z usług wynoszenia na orbitę o wartości ponad 69 mld dolarów oraz na znaczące możliwości wzrostu w branży. Usługa SMILE Projekt SMILE miał na celu zapewnienie europejskim przedsiębiorstwom i instytucjom niezależnego dostępu do misji wynoszących małe satelity na orbitę, co powinno wzmocnić gospodarkę i pozycję Europy jako lidera w dziedzinie technologii. Rezultaty projektu SMILE przekroczyły pierwotne założenia. Zamiast koncepcji jednostopniowej rakiety nośnej, zespół SMILE stworzył dwie konfiguracje rakiety trzystopniowej. W wersji z hybrydowym układem napędowym rakieta może wynieść 70 kg, a w wersji na paliwo ciekłe 140 kg ładunku niską orbitę okołoziemską. Testy silników rakiet przeprowadzone w zakładach partnerskich w warunkach zbliżonych do rzeczywistych warunków panujących podczas startu wypadły imponująco. Silnik hybrydowy osiągnął siódmy poziom gotowości technologicznej (TRL) dzięki testowi podczas startu w Centrum Kosmicznym Andøya przeprowadzonemu niezależnie od projektu SMILE. Silnik na paliwo ciekłe (TRL 5-6) przeszedł próby w środowisku przemysłowym. Do innych kluczowych technologii opracowanych i przetestowanych w ramach projektu należą wytwarzane metodą druku przestrzennego wtryskiwacze do silnika na paliwo ciekłe (TRL 8), technika zautomatyzowanej produkcji kompozytów (TRL 5), prototypowa konstrukcja trzeciego stopnia rakiety, system umieszczania ładunku na orbicie oraz prototypy awioniki. Jak wyjaśnia Timmermans, „Te innowacyjne koncepcje zmniejszają wagę rakiety oraz obniżają koszty produkcji i eksploatacji, czego efektem jest bardziej konkurencyjne rozwiązanie”. Dopełnieniem prac technologicznych było opracowanie koncepcyjnego projektu obiektu naziemnego w oparciu o wymagania dotyczące misji. Obejmuje on plan rozwoju dla segmentu naziemnego, planowanie obiektu i koncepcję operacyjną. Poza rozwojem technologii, zespół przeprowadził wstępną analizę rynku i opracował biznesplan, obejmujący plan dalszego rozwoju i wykorzystania technologii. Omawiane prace potwierdziły zapotrzebowanie na małe systemy rakiet nośnych i wytyczyły kierunki działań, które umożliwią budowę takiej europejskiej rakiety. Beneficjentami będą przede wszystkimi integratorzy systemów rakiet nośnych oraz dostawcy systemów i podzespołów. Jednakże, jak mówi Timmermans, „Mała, innowacyjna rakieta nośna zapewni Europie niezależny dostęp do przestrzeni kosmicznej, umożliwiając wielu firmom i innym organizacjom świadczenie nowych usług na rynku światowym. Dzięki projektowi SMILE Europa stała się mniejsza. Dzięki projektowi SMILE Europa stała się silniejsza”.
Słowa kluczowe
SMILE, rakieta nośna, mały satelita, silnik, poziom gotowości technologicznej (TRL), napęd, konstelacja, napęd na paliwo ciekłe, napęd hybrydowy, CubeSat, obiekt naziemny, wtryskiwacz wytwarzany metodą druku przestrzennego, miniaturowa rakieta nośna